Innovativ edge-computing for automatiserte overvåkingssystemer

Skrevet av: Anabela Fernandes, Dr. Lidija Špiranec, Megan Hansen

Systemer for overvåking av deformering samler inn og analyserer data om strukturelle bevegelser og jordbevegelser i sanntid. Transportinfrastruktur, miljøfarer, byutviklingsområder, dagbrudd og annet overvåkes av permanente installasjoner som rapporterer bevegelser og tilrettelegger for raske, databaserte beslutninger som forbedrer sikkerheten.

Det er imidlertid bare mulig å ta slike beslutninger når dataene er pålitelige og kontinuerlige. Manglende data eller datatap som følge av kommunikasjonsfeil, strømbrudd, serverfeil eller miljøpåvirkninger utgjør derfor en stor trussel mot permanent overvåking. Ved å bruke intelligent maskinvare og programvare, er det mulig å styrke geodetiske overvåkingsløsninger og sikre færrest mulig dataavbrudd og datatap – en viktig løsning fordi tilgjengelige data er nødvendig for å sikre at farer kan påvises og ulykker unngås. 
Dr. Lidija Špiranec, som er eksperrt på overvåkingssystemer, beskriver i denne artikkelen de nyeste teknologiske fremskrittene i Leica Geosystems’ autonome overvåkingsløsning. 

Hvilke komponenter brukes i automatisert overvåking?

Automatiserte overvåkingssystemer består vanligvis av fire komponenter. De inneholder overvåkingssensorer som genererer råmålinger innenfor definerte intervaller, en døgnkontinuerlig strømkilde med reservestrømforsyning, en kommunikasjonsenhet for overføring av data og overvåkignsprogramvare som registrerer og rapporterer bevegelser.
Komponentene i overvåkingssystemet er komplekse og innebærer potensial for funksjonsfeil, men dataavbrudd kan reduseres til et minimum når alle komponentene har autonom funksjonalitet og er sømløst integrert i overvåkingssystemet.
De nyeste teknologiske fremskrittene innen Leica Geosystems’ geodetiske overvåkingsløsning har til hensikt å håndtere potensielle problemer for å levere en kontinuerlig og uavbrutt datastrøm. Denne løsningen inneholder: 

Hvilke innovasjoner i TM60 er unike for overvåking? 

Leica TM60 totalstasjon er utviklet med flere funksjoner som er spesifikke for overvåking, for å foreta målinger automatisk, under varierende miljøforhold og på lang avstand. Disse innovasjonene bidrar til å sikre kontinuerlig innhenting av omfattende data.

TM60 er utstyrt med Leica Captivate-programvare og bildebasert ATRplus-teknologi, og tilpasser måleinnstillingene automatisk til miljøforholdene. Den måler på mye større avstand enn tradisjonelle totalstasjoner, med avstander på opptil 3000 meter til målet. ATRpluss fokuserer på riktig overvåkingsprisme ved å gjenkjenne og avvise refleksjoner som ikke kommer fra målet, for eksempel billykter og sollys.

TM60 er utstyrt med et piezo-drivsystem for problemfri og langvarig drift. Den har Leica PinPoint EDM for nøyaktig avstandsmåling, og et oversikts- og teleskopkamera kan legges til for fjernposisjonering og fotodokumentasjon. En annen overvåkingsspesifikk innovasjon for TM60 er AutoLearn, som raskt registrerer, måler og lærer alle prismer i et definert område. Automatisk punktlæring gir raskere oppsett av overvåkingsprosjekter med integering av flere prismer, og eliminerer menneskelige feil som utelatte punkter. 

Leica Geosystems’ spesialiserte overvåkingsprogramvare, GeoMoS Monitor, fungerer som en server og kan installeres på en PC eller en virtuell maskin. Tilkobling til feltenheter skjer enten via EdgeConnect-skyteknologi eller i et lokalnettverk (LAN) avhengig av gjeldende prosjektkrav og sikkerhetsstandarder. Siden denne forbindelsen kan bli brutt av en rekke ulike årsaker, er det avgjørende at feltkomponentene kan kjøre autonomt uten permanent forbindelse til kontorprogramvaren.   Dette oppnås med GeoMoS Edge, en programvarekomponent for datainnhenting, som er innebygd i Leica M-Com kommunikasjonsenheter. GeoMoS Edge bruker edge computing-teknologi til å kjøre en målesyklus som er forhåndsdefinert i GeoMoS Monitor, beregner råmålingenes datakvalitet, utløser nye målinger og leverer dataene til GeoMoS Monitor. 

Med nye Leica ComBox60 kjøres målesyklusene uavbrutt basert på den siste tilgjengelige konfigurasjonen, også under strømbrudd eller brudd i kommunikasjonen. Dette er mulig takket være det interne batteriet, som fungerer som en sekundær strømkilde og kan drive overvåkingssensorene i flere timer eller dager avhengig av målehyppigheten. Disse målingene lagres lokalt til kommunikasjonen med serveren blir gjenopprettet, slik at dataavbrudd unngås.  

Hvordan skjer den sikre dataoverføringen? 

Overføring av målinger fra felt til kontor er et viktig trinn i overvåkingsprosessen. Kommunikasjonsprotokollene som brukes til dataoverføring må oppfylle høye sikkerhetskrav på grunn av sensitive overvåkingsdata og den generelle sikkerheten i lokalnettverket. Robuste sikkerhetstiltak innebærer imidlertid komplekse IT-konfigurasjoner, og er ofte tidkrevende og kostbare.

EdgeConnect-teknologi med Hexagons Xalt, er en skytjeneste som forenkler denne prosessen samtidig som sikkerhetsnivåene opprettholdes. Denne teknologien er integrert i GeoMoS Edge, og gir sikker sky- og IoT-forbindelse mellom felt og kontor. EdgeConnect bruker en smart parkoblingsprosedyre mellom GeoMoS Monitor og Leica M-Com kommunikasjonsenheter via en standard, åpen HTTPS-port, slik at den kan settes opp uten ytterligere IT-justeringer. Når parkoblingen er utført, tar GeoMoS Monitor kontroll over enheten, slik at det er umulig å kapre den eller stjele data. Brukeren har full kontroll over enheten og kan flytte den fra ett prosjekt til et annet.

EdgeConnect eliminerer komplekse IT-oppsett fra overvåkingsinstallasjonen, reduserer kostnadene og bidrar til at overvåkingen kan startes mye raskere.

Oppsummering

Et overvåkingssystem er ikke sikrere enn de svakeste komponentene i systemet. Robuste overvåkingsløsninger av høyeste kvalitet kan oppnås med pålitelig edge computing-teknologi i feltenhetene. Leica Geosystems' overvåkingsløsning gir intelligent og autonomt overvåkingsutstyr og -programvare med det formål å sikre fullstendige data og pålitelig informasjon om bevegelser i det overvåkede området.